DE4138731A1

DE4138731A1 - X=ray exposure appts. with microchip support for IC mfr. - has target object holder mounted for shifting w.r.t. microchip support into 2 positions for mounting and exposing

Info

Publication number: DE4138731A1
Application number: DE4138731A
Authority: DE
Inventors: Nishida Jun; Uchida Norio; Kikuiri Nobutaka
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPH04188609A; DE4138731C2; JP3004045B2; US5398271A

Abstract

The appts. comprises a microchip support (13) and a target object holder (23), mounted for shifting through the support. The holder is movable between a first position in which the target object can be (dis)mounted, and a second position in which the target object is exposed to radiation. The target object holder is mounted for displacement w.r.t. the microchip support such that it is freely movable between the respective two positions. Pref. the target object holder is securable on the support in its first position, while similar clamps provide its securing in the second position. The securing may be done by vacuum or an electrostatic system. USE/ADVANTAGE - For ultra large scale integrated circuit or LCD display mfr. Rapid mounting and dismounting of chip.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungsapparatur für das Herstellen von Bauelementen, wie beispielsweise eine ultrahoch integrierte Schaltung (ULSI) oder eine Flüssigkristall-Anzeige tafel.The invention relates to an exposure apparatus for the Manufacture components such as an ultra high integrated circuit (ULSI) or a liquid crystal display blackboard.

Es ist eine Röntgenstrahlen-Belichtungsapparatur entwickelt worden, um ultrahoch integrierte Schaltungen (ULSI) zu produzie ren. Die Röntgenstrahlen-Belichtungsapparatur nutzt Röntgen strahlen aus der Synchrotron-Orbitalstrahlung (SOR) als Quelle für die Belichtung. Mit Hilfe dieser Art der Röntgenstrahlen- Belichtung können feine Schaltungsstrukturen einer Breite von nicht mehr als 0,2 µm in Halbleiter-Mikroplättchen transformiert werden.An X-ray exposure apparatus has been developed to produce ultra high integrated circuits (ULSI) ren. The X-ray exposure apparatus uses X-ray radiate from the synchrotron orbital radiation (SOR) as a source for the exposure. With the help of this type of X-ray Exposure can fine circuit structures of a width of no more than 0.2 µm transformed into semiconductor wafers will.

Ein konventioneller Aufbau einer solchen Röntgenstrahlen-Belich tungsapparatur wird in den Fig. 1 und 2 gezeigt.A conventional structure of such an X-ray exposure apparatus is shown in FIGS . 1 and 2.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Aufbau. FIG. 2 shows a top view of the structure shown in FIG. 1.

Unter Verweis auf die Fig. ist ein Mikroplättchenträger 13 an einem Mikroplättchenstapelrahmen 11 installiert. Der Mikroplätt chenträger 13 umfaßt vier Etagen. Es sind dies eine X-Etage 15, eine Y-Etage 17, eine Z-Etage 19 und eine R-Etage 21. Der Mikro plättchenträger 13 hat sechs Freiheitsgrade, welches die lineare X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung und die R-Rotation sind, die aus der Rx-Rotation, der Ry-Rotation und der Rz-Rotation besteht, wobei die entsprechenden Etagen genutzt werden. Eine Mikroplättchen-Spannplatte 23 ist an der Vorderseite des Mikro plättchenträgers 13 befestigt, um ein Belichtungs-Zielobjekt, wie beispielsweise ein Halbleiter-Mikroplättchen 25 mit Hilfe eines Festspannens durch Vakuum ablösbar festzuhalten. Eine Maske 27, in welcher Schaltkreisstrukturen eingeschrieben sind, ist mit einem Maskenrahmen 31 mit einer Maskenspannplatte verbunden. Die Maske 25 ist gegenüber dem Halbleiter-Mikroplättchen 25 plaziert und wird durch die Maskenspannplatte 29 mit Hilfe eines Spannens durch Vakuum festgehalten.Referring to the figure , a die carrier 13 is installed on a die stack frame 11 . The Mikroplätt chträger 13 comprises four floors. These are an X floor 15 , a Y floor 17 , a Z floor 19 and an R floor 21 . The microplate carrier 13 has six degrees of freedom, which are the linear X direction, Y direction and Z direction and the R rotation, which consists of the Rx rotation, the Ry rotation and the Rz rotation, the corresponding ones Floors can be used. A wafer chuck 23 is attached to the front of the wafer carrier 13 to hold an exposure target such as a semiconductor wafer 25 detachably by means of vacuum clamping. A mask 27 , in which circuit structures are inscribed, is connected to a mask frame 31 with a mask clamping plate. The mask 25 is placed opposite the semiconductor die 25 and is held in place by the mask clamping plate 29 by means of clamping by vacuum.

Zuerst wird die Position des Halbleiter-Mikroplättchens 25 durch die drei Etagen, die X-Etage 15, die Y-Etage 17, die R-Etage 21 in X-, Y-Richtung, Rx-, Ry- und Rz-Drehung gebracht. Dann wird die Position des Halbleiter-Mikroplättchens 25 mit der Z-Etage 19 so eingestellt, daß sie dicht an der Maske 27 liegt, und der Spalt g zwischen dem Halbleiter-Mikroplättchen 25 und der Maske 27 wird fixiert. Die Schaltungsstrukturen in der Maske 27 werden auf das Halbleiter-Mikroplättchen 25 durch Belichtung mittels Röntgenstrahlen-Emission von der SOR übertragen. Der Spalt g beträgt ungefähr 10 bis 50 µm.First, the position of the semiconductor die 25 is brought through the three levels, the X level 15 , the Y level 17 , the R level 21 in the X, Y direction, Rx, Ry and Rz rotation. Then, the position of the semiconductor die 25 with the Z-level 19 is adjusted to be close to the mask 27 , and the gap g between the semiconductor die 25 and the mask 27 is fixed. The circuit structures in the mask 27 are transferred to the semiconductor die 25 by exposure by means of X-ray emission from the SOR. The gap g is approximately 10 to 50 microns.

Wenn der Halbleiter 25 an der Mikroplättchen-Spannplatte 23 befestigt oder von dieser gelöst wird oder wenn die Maske 27 an der Maskenspannplatte 29 befestigt oder von dieser gelöst wird, dann wird die Mikroplättchenstufe 11 in der negativen X-Richtung solange verschoben (was durch einen Pfeil 33 dargestellt ist, wie in Fig. 3 gezeigt), bis es genug Raum zwischen der Mikroplätt chen-Spannplatte 23 und der Maskenspannplatte 29 für die Operation der Montage oder Demontage des zu bearbeitenden Mikroplättchens gibt. Es ist ein Problem, daß der Mikroplätt chenstufenrahmen 11 so schwer ist, daß es lange Zeit dauert, um eine Verschiebung von einer Belichtungsposition zur Montage- oder Demontageposition vorzunehmen. Die Apparatur, welche die Mittel zur Verschiebung des schweren Stufenrahmens enthält, ist unbequem groß.When the semiconductor 25 is attached to or detached from the die chuck 23 or when the mask 27 is attached to or detached from the die chuck 29 , the die 11 is shifted in the negative X direction (as indicated by an arrow 33 , as shown in Fig. 3) until there is enough space between the die chuck 23 and the die chuck 29 for the operation of assembling or disassembling the die to be machined. It is a problem that the microplate stage frame 11 is so heavy that it takes a long time to shift from an exposure position to an assembly or disassembly position. The apparatus containing the means for moving the heavy step frame is uncomfortably large.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für eine Belichtungs apparatur gesorgt, welche einen Mikroplättchenträger und einen Zielobjekthalter umfaßt, der für eine Verschiebung durch den Mikroplättchenträger montiert ist, wobei der Zielobjekthalter zwischen einer ersten Position, in welcher das Zielobjekt montiert oder demontiert werden kann und einer zweiten Position, in welcher das Zielobjekt zur Belichtung präsentiert wird, verschieblich ist und Mittel beinhaltet, um den Zielobjekthalter zwischen der ersten und der zweiten Position zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielobjekthalter für eine Verschiebung relativ zum Mikroplättchenträger montiert ist, um sich zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewegen.According to the present invention is for an exposure apparatus, which has a wafer carrier and a Target holder, which is for a shift by the Microplate carrier is mounted, the target holder between a first position in which the target object can be assembled or disassembled and a second position, in which the target object is presented for exposure, is slidable and includes means to the target holder to move between the first and second position characterized in that the target object holder for a Displacement relative to the die carrier is mounted to to move between the first and second positions.

Man wird leicht einschätzen können, daß durch eine Montage des Zielobjekthalters so, daß er unabhängig von dem Mikroplättchen träger bewegt wird, die Masse des Rahmens und Mikroplättchenträ gers nicht zwischen der ersten und der zweiten Position verscho ben wird. Folglich kann das Zielobjekt schnell montiert und demontiert (ausgewechselt) werden. Es sollte selbstverständlich sein, daß es nicht praktisch ist, die verhältnismäßig große Verschiebung zwischen der ersten und der zweiten Position unter Verwendung der Z-Etage allein zu erreichen, ohne, daß man die von der Z-Etage geforderte Genauigkeit, wenn das Zielobjekt für die Belichtung präsentiert wird, opfert.It will be easy to estimate that by assembling the Target holder so that it is independent of the microplate moving sluggishly, the mass of the frame and dice not shifted between the first and second positions will. Consequently, the target can be quickly assembled and disassembled (replaced). It should go without saying be that it is not practical, the relatively large Shift between the first and the second position below Using the Z-level alone without having to reach that of accuracy required when the target object for the Exposure is presented, sacrifices.

Wegen der verhältnismäßig geringen Masse des Zielobjekthalters kann die Größe der Apparatur minimiert werden.Because of the relatively small mass of the target holder the size of the apparatus can be minimized.

Eine Ausführungsform einer Belichtungsapparatur, die in Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wird jetzt, lediglich in Form eines Beispiels, unter Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen: An embodiment of an exposure apparatus which in accordance manufactured in accordance with the present invention now, just as an example, with reference to the Described drawings in which:

Fig. 4 und 5 vertikale Schnittansichten sind; Figures 4 and 5 are vertical sectional views;

Fig. 6 eine Teilansicht von oben ist; Figure 6 is a partial top view;

Fig. 7 und 8 partielle vertikale Schnittansichten zeigen; und Figures 7 and 8 show partial vertical sectional views; and

Fig. 9 und 10 Teilansichten von oben auf eine zweite Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. FIGS. 9 and 10 are partial views from above of a second exporting approximately of the present invention exhibit.

Die vertikale Ausführungsform der Röntgenstrahlen-Belichtungsap paratur, wie sie in Fig. 4 gezeigt wird, ist eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Belichtungs apparatur überträgt Schaltkreisstrukturen, die auf einer Maske 27 eingeschrieben sind, durch Belichten mit Röntgenstrahlen auf einen Halbleiter 25.The vertical embodiment of the X-ray exposure apparatus as shown in Fig. 4 is one of the preferred embodiments of the present invention. The exposure apparatus transfers circuit structures, which are inscribed on a mask 27 , to a semiconductor 25 by exposure with X-rays.

Fig. 4 zeigt einen grundlegenden Aufbau der Belichtungsapparatur. Die (nicht gezeigte) Belichtungsfläche dieser Apparatur beträgt für diese Ausführungsform 25 mm im Quadrat. Der Durchmesser des Halbleiter-Mikroplättchens 25 beträgt 150 mm oder mehr. Das Halbleiter-Mikroplättchen 25 wird um 25 mm oder mehr bei jeder Belichtung sowohl in der X-Richtung, als auch in der Y-Richtung verschoben. Die Schaltkreisstrukturen (Maskenstrukturen) werden auf die gesamte Oberfläche des Halbleiter-Mikroplättchens 25 übertragen. Fig. 4 shows a basic structure of the exposure apparatus. The exposure area (not shown) of this apparatus is 25 mm square for this embodiment. The diameter of the semiconductor die 25 is 150 mm or more. The semiconductor die 25 is shifted 25 mm or more with each exposure in both the X direction and the Y direction. The circuit structures (mask structures) are transferred to the entire surface of the semiconductor die 25 .

Der Mikroplättchenstapelrahmen 11 hat einen Mikroplättchenträger 13, welcher eine X-Etage 15 und eine Y-Etage 17 umfaßt, welche in der Lage sind, sich in der X-Richtung beziehungsweise in der Y- Richtung zu bewegen. Der Mikroplättchenträger umfaßt auch eine Z-Etage 19 und eine R-Etage 21. Die Z-Etage 19 verschiebt die Position des Halbleiter-Mikroplättchens 25 in Z-Richtung, und die R-Etage 21 hat drei Freiheitsgrade, welche die Rx-Rotation, die Ry-Rotation beziehungsweise die Rz-Rotation sind. Die Z-Etage 19 und die R-Etage 21 werden betätigt, um die Größe des Spaltes zwischen dem Halbleiter-Mikroplättchen 25 und der Maske 27 festzulegen. The chip stack frame 11 has a chip carrier 13 which comprises an X level 15 and a Y level 17 which are able to move in the X direction and in the Y direction, respectively. The chip carrier also comprises a Z level 19 and an R level 21 . The Z level 19 shifts the position of the semiconductor die 25 in the Z direction, and the R level 21 has three degrees of freedom, which are the Rx rotation, the Ry rotation and the Rz rotation, respectively. The Z-level 19 and the R-level 21 are operated to determine the size of the gap between the semiconductor die 25 and the mask 27 .

Der Mikroplättchenträger 13 ist mit einer Mikroplättchen-Spann platte 23 ausgerüstet, um das Halbleiter-Mikroplättchen 25 durch Ansaugen lösbar zu montieren (festzuhalten). Die Mikroplättchen spannplatte 23 ist in der Z-Richtung unabhängig von dem Mikro plättchenträger 13 verschieblich. Die Mikroplättchen-Spannplatte 23 wird dicht an die Maske 27 geschoben, um den Spalt g einzu stellen. Der Betrag von g beträgt bei dieser Ausführungsform ungefähr 30 µm.The chip carrier 13 is equipped with a chip-clamping plate 23 to detachably mount the semiconductor chip 25 by suction (to hold). The microplate clamping plate 23 is displaceable in the Z direction regardless of the microplate carrier 13 . The chip mounting plate 23 is pushed close to the mask 27 to set the gap g. The amount of g in this embodiment is approximately 30 µm.

Ein Maskenrahmen 31 ist mit einer Maskenspannplatte 29 ausgerü stet, um die Maske 27 durch Ansaugen zu montieren. Die Masken spannplatte 29 ist mit einer (nicht gezeigten) Feinjustierung ausgerüstet, welche die Position der Maske 27 in drei Längsrich tungen X, Y und Z und drei Rotationsrichtungen Rx, Ry und Rz festlegt.A mask frame 31 is equipped with a mask chuck 29 to mount the mask 27 by suction. The mask clamping plate 29 is equipped with a (not shown) fine adjustment, which defines the position of the mask 27 in three longitudinal directions X, Y and Z and three directions of rotation Rx, Ry and Rz.

Ein Ausrichtungssystem 35 ist in dem Maskenrahmen 31 installiert, um das Halbleiter-Mikroplättchen 25 und die Maske 27 zu positio nieren. Das Ausrichtungssystem entdeckt Marken an dem Halblei ter-Mikroplättchen 25 und der Maske 27 mit Hilfe des LASER- Strahls 37. Dann wird die Position des Halbleiter-Mikroplättchens 25 mit Hilfe der X-Etage 15, der Y-Etage 17 und der O-Etage 21 des Mikroplättchenhalters 13 feinjustiert.An alignment system 35 is installed in the mask frame 31 to position the semiconductor die 25 and the mask 27 . The alignment system detects marks on the semiconductor die 25 and the mask 27 using the LASER beam 37 . Then the position of the semiconductor die 25 is finely adjusted using the X-tier 15 , the Y-tier 17 and the O-tier 21 of the die holder 13 .

Die Position der Maske wird ebenfalls feinjustiert. Folglich wird der Spalt g genau eingestellt.The position of the mask is also finely adjusted. Hence the gap g is set precisely.

Das Halbleiter-Mikroplättchen wird den Röntgenstrahlen von der Röntgenstrahlenquelle durch eine Öffnung 39 ausgesetzt, die mit dem Maskenrahmen 31 verbunden ist. Ein Berylliumfilm 43 ist zwischen einer Öffnung 39 und einer rückseitigen Öffnung 41 des Maskenrahmens 31 installiert. Die Innenseite der rückseitigen Öffnung 41 wird unter hohem Vakuum gehalten, und die Innenseite des Maskenrahmens wird mit Heliumgas unter atmosphärischem Druck gehalten. The semiconductor die is exposed to the x-rays from the x-ray source through an opening 39 which is connected to the mask frame 31 . A beryllium film 43 is installed between an opening 39 and a rear opening 41 of the mask frame 31 . The inside of the rear opening 41 is kept under high vacuum and the inside of the mask frame is kept under atmospheric pressure with helium gas.

Eine Mikroplättchen-Trägerapparatur 45 ist zwischen dem Mikro plättchenstufenrahmen 11 und dem Maskenrahmen 31 installiert, um das Halbleiter-Mikroplättchen 25 in eine Position für die Befe stigung an oder das Ablösen von der Spannplatte 23 zu tragen. Die Mikroplättchen-Trägerapparatur 45 umfaßt einen Rotorarm 47, einen Z-Richtungslader 49, einen X-Richtungslader 51 und eine Schiene 53. Das Mikroplättchen 25 wird lösbar auf dem Ende des Rotorarms 47 montiert, wodurch es in eine Position für das Befestigen an der Mikroplättchen-Spannplatte 23 gebracht wird und anschließend von der Mikroplättchen-Spannplatte 23 entfernt. Das Mikroplätt chen wird an dem Rotorarm 47 mittels Spannen durch Vakuum oder elektrostatisches Aufspannen befestigt. Der Z-Richtungslader 49 und der X-Richtungslader 51 bewegen den Rotorarm 47 in der Z-Richtung und der X-Richtung (senkrecht zum Papier) mit Hilfe solcher Mittel, wie einer Motor- oder Luftzylindereinrichtung. Die Schiene 53 führt den X-Richtungslader 51, wenn sich der X-Richtungslader 51 in X-Richtung bewegt.A wafer carrier apparatus 45 is installed between the wafer stage frame 11 and the mask frame 31 to support the semiconductor wafer 25 in a position for attachment or detachment from the chuck 23 . The die carrier apparatus 45 includes a rotor arm 47 , a Z-direction charger 49 , an X-direction charger 51 and a rail 53 . The die 25 is removably mounted on the end of the rotor arm 47 , thereby bringing it into position for attachment to the die chuck 23 and then removing it from the die chuck 23 . The microplate is attached to the rotor arm 47 by means of vacuum or electrostatic clamping. The Z-direction loader 49 and the X-direction loader 51 move the rotor arm 47 in the Z direction and the X direction (perpendicular to the paper) by means such as a motor or air cylinder device. The rail 53 guides the X direction loader 51 when the X direction loader 51 moves in the X direction.

Fig. 5 und 6 zeigen, wie das Halbleiter-Mikroplättchen 25 an der Mikroplättchenspannplatte 23 montiert und von dieser demontiert wird. FIGS. 5 and 6 show how the semiconductor die 25 mounted on the die clamping plate 23 and is dismounted therefrom.

Die Mikroplättchenspannplatte 23 wird von der Maske 27 weg bewegt, und ein Raum L zwischen der Maske 27 und der Mikroplätt chenspannplatte 23 wird folglich vergrößert. Um das Halbleiter- Mikroplättchen 25 oder die Maske 27 zu montieren oder zu demon tieren, sollte die Größe des Raums L 6 mm oder mehr betragen. Es ist sehr schwierig, eine Z-Etage 19 so herzustellen, daß sie sich um 6 mm zurückbewegt und den Spalt g genau einzustellen. Deshalb ist die Mikroplättchenspannplatte 23 so montiert, daß sie in der Z-Richtung unabhängig von dem Mikroplättchenträger 13 zu verschieben (bewegen) ist.The die chuck 23 is moved away from the mask 27 , and a space L between the mask 27 and the die chuck 23 is thus increased. In order to assemble or disassemble the semiconductor die 25 or the mask 27 , the size of the space L should be 6 mm or more. It is very difficult to make a Z-tier 19 so that it moves back 6 mm and precisely adjust the gap g. Therefore, the die chuck 23 is mounted so that it can be moved (moved) in the Z direction independently of the die support 13 .

Bei Gebrauch wird ein Halbleiter-Mikroplättchen an dem Rotorarm 47 durch in Eingriffbringen des Endes des Arms 47 mit einem unteren Umfangsteil des Mikroplättchens 25 montiert. Das Mikro plättchen 25 wird dann durch Betätigen des X-Laders 51 in der negativen X-Richtung, dem ein Betätigen des Z-Laders in der negativen Z-Richtung folgt, in die erste Montage-Demontage- Position befördert. Dann wird Vakuum an die Mikroplättchenspann platte 25 angelegt, um das Mikroplättchen 25 an der Mikroplätt chenspannplatte 23 zu befestigen. In dem unteren Teil der Ober fläche der Mikroplättchenspannplatte 23 befindet sich eine Kerbe 55, wie man auf Fig. 7 oder Fig. 8 sieht. Das oberste Ende des Rotorarms 47 greift in die Kerbe 55 ein, wenn das Halbleiter- Mikroplättchen 25 an der Mikroplättchenspannplatte 23 befestigt ist.In use, a semiconductor die is mounted on the rotor arm 47 by engaging the end of the arm 47 with a lower peripheral part of the die 25 . The microplate 25 is then conveyed into the first assembly-disassembly position by actuating the X-charger 51 in the negative X-direction, which is followed by actuation of the Z-charger in the negative Z-direction. Then vacuum is applied to the dice plate 25 to attach the dice 25 to the die plate 23 . In the lower part of the upper surface of the chip plate 23 there is a notch 55 , as can be seen in FIG. 7 or FIG. 8. The uppermost end of the rotor arm 47 engages in the notch 55 when the semiconductor die 25 is attached to the die chuck 23 .

Fig. 7 und 8 zeigen die Einzelheiten des vorstehend beschriebenen Spannmechanismus. Fig. 7 zeigt die Spannplatte 23 in der Z-Richtung, auf die erste Position, zurückgezogen, während Fig. 8 die Spannplatten in einer in bezug auf die R-Etage 21 des Mikro plättchenträgers 13 in der Z-Richtung vorgeschobenen Stellung zeigt. In Fig. 8 ist das Mikroplättchen 25 an der Spannplatte 23 in der zweiten Position für das Belichten montiert. FIGS. 7 and 8 show the details of the clamping mechanism described above. Fig. 7 shows the clamping plate 23 in the Z direction, retracted to the first position, while Fig. 8 shows the clamping plates in a position with respect to the R-level 21 of the microplate carrier 13 in the Z direction advanced position. In Fig. 8, the die 25 is mounted on the chuck 23 in the second position for exposure.

Ein Mikroplättchen-Spannhohlraum 57 ist in der Oberfläche der Mikroplättchenspannplatte 23 vorgesehen, um das Halbleiter- Mikroplättchen 25 zu montieren. Ein Vakuumsaugrohr 59 ist mit dem Vakuum-Spannhohlraum 57 verbunden.A die chuck cavity 57 is provided in the surface of the die chuck 23 to mount the semiconductor die 25 . A vacuum suction pipe 59 is connected to the vacuum clamping cavity 57 .

Die R-Etage 21 besteht aus einem ringförmigen Element 63, das mit Hilfe von Lagern 61 montiert ist, damit man es in der Rz-Rotation drehen kann. An einer Frontplatte 21a der R-Etage 21 ist angrenzend an die Mikroplättchenspannplatte 23 ein Vakuum- Spannhohlraum 65 ausgebildet, um die Mikroplättchenspannplatte durch Eingriff mit der Rückseite der Spannplatte 23 zu halten. Ein Vakuum-Saugrohr 67 ist ebenfalls mit dem Vakuum-Spannhohlraum 65 verbunden.The R-level 21 consists of an annular element 63 which is mounted by means of bearings 61 so that it can be rotated in the Rz rotation. On a front plate 21 a of the R-level 21 , a vacuum clamping cavity 65 is formed adjacent to the chip clamping plate 23 in order to hold the chip clamping plate by engagement with the rear of the clamping plate 23 . A vacuum suction pipe 67 is also connected to the vacuum clamping cavity 65 .

Die Spannplatte 23 wird an der R-Etage 21 mit Hilfe einer röhrenförmigen Konstruktion 68 montiert, welche sich von der Rückseite der Spannplatte 23 aus erstreckt. Ein ringförmiger Flansch 71 ist an der Außenseite der Struktur 69 montiert. The clamping plate 23 is mounted on the R-level 21 by means of a tubular structure 68 which extends from the rear of the clamping plate 23 . An annular flange 71 is mounted on the outside of structure 69 .

Fahrbetten 73a und 73b sind an der Innenseite der Struktur 69 installiert. Die Fahrbetten 73a und 73b greifen in die Außenflä che einer O-röhrenförmigen Konstruktion (von ringförmigem oder vieleckigem Querschnitt) ein, welche sich von der Rückplatte 21b der R-Etage 21 aus erstreckt. Die R-röhrenförmige Konstruktion 75 wird axial in die röhrenförmige Konstruktion der Spannplatte 69 so aufgenommen, daß eine Teleskophalterung für die Spannplatte 23 gebildet wird. Ein Zylinder 77 ist in der R-röhrenförmigen Konstruktion 75 installiert. Ein (nicht gezeigter) Kolben, der in dem Zylinder 77 montiert ist, ist mit Hilfe des Aufbringens von Gasdruck in der positiven und der negativen Z-Richtung verschieblich. Der Kolben ist über eine Kolbenstange 81 mit der Spannplatte 23 verbunden. Schienen 79a, 79b sind auf der Außen seite des hohlen vorstehenden Elements 75 montiert und erstrecken sich in der Z-Richtung, um Fahrbetten 73a, 73b zu führen.Mobile beds 73 a and 73 b are installed on the inside of structure 69 . The trolleys 73 a and 73 b engage in the outer surface of an O-tubular structure (of annular or polygonal cross section) which extends from the rear plate 21 b of the R level 21 . The R-tubular construction 75 is axially received in the tubular construction of the clamping plate 69 so that a telescopic holder for the clamping plate 23 is formed. A cylinder 77 is installed in the R-tubular structure 75 . A piston (not shown) mounted in the cylinder 77 is slidable in the positive and negative Z directions by the application of gas pressure. The piston is connected to the clamping plate 23 via a piston rod 81 . Rails 79 a, 79 b are mounted on the outer side of the hollow projecting element 75 and extend in the Z direction to guide beds 73 a, 73 b.

Ein Vakuum-Hohlraum 83 ist an der Innenfläche der Frontplatte 21a der R-Etage 21 ausgebildet. Um den Flansch 71 anzuziehen und sicher zu befestigen, ist ein Vakuum-Saugrohr 85 mit dem Vakuum- Hohlraum 83 verbunden. Federn 87a, 87b sind zwischen der Rückplatte 21b der R-Etage 21 und dem Flansch 71 installiert.A vacuum cavity 83 is formed on the inner surface of the front panel 21 a of the R-level 21 . In order to tighten the flange 71 and secure it, a vacuum suction pipe 85 is connected to the vacuum cavity 83 . Springs 87 a, 87 b are installed between the back plate 21 b of the R level 21 and the flange 71 .

Wenn der Druck in dem Zylinder 77 durch eine Gaszuführungsöffnung 89 erhöht und das Vakuum in dem Vakuum-Hohlraum 65, welches die Mikroplättchenspannplatte 23 in der ersten Position fixiert hat, unterbrochen wird, dann wird die Mikroplättchenspannplatte 23 in die zweite Position verschoben, in der der ringförmige Flansch 71 mit der Rückseite der Frontplatte 21a (wie in Fig. 8 gezeigt) in Eingriff kommt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Vakuumhohlraum 83 über das Vakuumrohr 85 evakuiert, um den Flansch 71 an der Frontplatte 21a der R-Etage 21 zu fixieren.When the pressure in the cylinder 77 is increased through a gas supply port 89 and the vacuum in the vacuum cavity 65 , which has fixed the die chuck 23 in the first position, is broken, the die chuck 23 is shifted to the second position, in which the annular flange 71 with the back of the front panel 21 a (as shown in Fig. 8) engages. At this time, the vacuum cavity 83 is evacuated via the vacuum tube 85 in order to fix the flange 71 on the front plate 21 a of the R-level 21 .

In diesem Status befindet sich die Position der Mikroplättchen spannplatte 23 sehr dicht bei der (nicht in Fig. 8 gezeigten) Maske. An diesem Punkt ist das Halbleiter-Mikroplättchen an der Mikroplättchenspannplatte fixiert und wird durch die X-Etage 15, die Y-Etage 17 und die R-Etage 21 geringfügig in diesen Richtun gen bis zu einer gewünschten ordnungsgemäßen Position verschoben. Dann wird der Spalt g durch die Z-Etage 19 auf den richtigen Abstand eingestellt, und das Halbleiter-Mikroplättchen wird belichtet.In this status, the position of the microplate 23 is very close to the mask (not shown in FIG. 8). At this point, the semiconductor die is fixed to the die chuck and is slightly shifted by the X-level 15 , the Y-level 17 and the R-level 21 in these directions to a desired proper position. Then the gap g is set to the correct distance by the Z level 19 , and the semiconductor die is exposed.

Wenn das Vakuum in dem Vakuum-Saugrohr 85 aufgehoben und der Druck in dem Zylinder 77 herabgesetzt wird, dann wird die Mikroplättchenspannplatte 23 von der zweiten Position durch die elastische Kraft der Federn 87a und 87b in die erste Position verschoben. Dann wird der Vakuumhohlraum 65 über das Vakuumrohr 67 evakuiert, um die Mikroplättchenspannplatte 23 an der R-Etage 21 zu fixieren. In diesem Zustand gibt es ausreichend Raum L (in Fig. 5 gezeigt), damit man das Halbleiter-Mikroplättchen 25 leicht montieren oder demontieren kann.If the vacuum in the vacuum suction pipe 85 is released and the pressure in the cylinder 77 is reduced, then the chip plate 23 is moved from the second position by the elastic force of the springs 87 a and 87 b to the first position. The vacuum cavity 65 is then evacuated via the vacuum tube 67 in order to fix the die chuck 23 on the R level 21 . In this state, there is enough space L (shown in Fig. 5) for the semiconductor die 25 to be easily assembled or disassembled.

Statt des Zylinders und des Kolbens ist ein Sprechspulenmotor (VCM) ein alternatives Mittel für das Verschieben der Mikro plättchenspannplatte 23. Andere Mittel, die für ein Verschieben der Mikroplättchenspannplatte 23 geeignet sind, sind: ein pneumatisches Betätigungsmittel, wie beispielsweise ein Elektromagnet, eine piezoelektrische Einrichtung, ein Ultra schallwellenmotor und ein schneckenförmig ausgebildetes elasti sches Element, das aus synthetischem Muskel hergestellt ist. Eine Rotationsbewegung mit Hilfe eines Betätigungselementes in Rotationsform kann auch als Verschiebemittel benutzt werden.Instead of the cylinder and the piston, a voice coil motor (VCM) is an alternative means for moving the micro-chuck 23 . Other means suitable for shifting the die chuck 23 are: a pneumatic actuator such as an electromagnet, a piezoelectric device, an ultrasonic wave motor, and a helical elastic member made of synthetic muscle. A rotational movement with the aid of an actuating element in the form of rotation can also be used as a displacement means.

Alternative Mittel für das Fixieren der Mikroplättchenspannplatte 23 an der Rückplatte 21a der R-Etage 21 beinhalten das Aufbringen elektromagnetischer Kräfte, wie beispielsweise eine elektro magnetische Einspannung.Alternative means for fixing the platelet 23 on the back plate 21 a of the R-level 21 include the application of electromagnetic forces, such as electromagnetic clamping.

Eine Konstruktion, bei welcher das Halbleiter-Mikroplättchen an der Mikroplättchenspannplatte 23 in horizontaler statt in verti kaler Orientierung montiert oder so davon demontiert wird, ist beabsichtigt und wird als innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung liegend angesehen. A construction in which the semiconductor die is mounted on or removed from the die chuck 23 in a horizontal rather than a vertical orientation is contemplated and is considered to be within the scope of the present invention.

Ein weiteres Beispiel wird in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Diese zeigen die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Reduk tions-Projektions-Belichtungsapparatur (optischer Schrittmotor) mit einer Projektionslinse 91.Another example is shown in FIGS. 9 and 10. These show the application of the present invention to a reduction-projection exposure apparatus (optical stepping motor) with a projection lens 91 .

Feinere Schaltungs-Strukturen können übertragen werden, wenn größere numerische Aperturen verwendet werden. Deshalb ist es notwendig, daß Linsen größeren Durchmessers zur Anwendung kommen und die Arbeitsentfernung W zwischen der Linse 91 und dem Halbleiter-Mikroplättchen klein gemacht wird. Wenn die Entfernung W sehr klein wird, dann kann es sein, daß das Halbleiter- Mikroplättchen 25 die Projektionslinse berührt.Finer circuit structures can be transferred if larger numerical apertures are used. Therefore, it is necessary that larger diameter lenses are used and the working distance W between the lens 91 and the semiconductor die is made small. If the distance W becomes very small, the semiconductor die 25 may touch the projection lens.

Die Mikroplättchenspannplatte 23 kann sich bezogen auf den Mikroplättchenträger 13 nach oben und nach unten bewegen. Wenn das Halbleiter-Mikroplättchen 25 belichtet wird, dann bewegt sich die Mikroplättchenspannplatte 23, an welcher das Halbleiter- Mikroplättchen 25 befestigt ist, in Richtung auf die Pro jektionslinse 91, wie in Fig. 9 gezeigt. Wenn das Halbleiter- Mikroplättchen 25 an der Mikroplättchenspannplatte 23 montiert wird oder von der Mikroplättchenspannplatte 23 demontiert wird, dann wird die Mikroplättchenspannplatte 23 von der Projektions linse 91 weg bewegt, wie dies in Fig. 10 gezeigt wird. Es wird deshalb sehr leicht, das Mikroplättchen an der Mikroplättchen spannplatte 23 zu montieren oder von dieser zu demontieren.The microplate clamping plate 23 can move up and down with respect to the microplate carrier 13 . When the semiconductor die 25 is exposed, the die chuck 23 to which the semiconductor die 25 is attached moves toward the projection lens 91 as shown in FIG. 9. When the semiconductor die 25 is mounted on the die chuck 23 or disassembled from the die chuck 23 , the die chuck 23 is moved away from the projection lens 91 as shown in FIG. 10. It is therefore very easy to mount the microplate on the microplate 23 or to disassemble it.

Die vorliegende Erfindung ist bezogen auf spezielle Ausführungs formen beschrieben worden. Jedoch sollten auch andere Ausfüh rungsformen, die auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung basieren, für jene offensichtlich sein, die über gewöhnliche Fertigkeiten in der Technik verfügen. Es ist beabsichtigt, daß solche Ausführungsformen durch die Ansprüche erfaßt werden.The present invention is related to specific embodiment shapes have been described. However, other executions should tion forms based on the principles of the present invention based, be obvious to those who are beyond ordinary Have skills in technology. It is intended that such embodiments are covered by the claims.

Claims

1. Exposure apparatus, which comprises a wafer carrier ( 13 ) and a target holder ( 23 ), which is mounted for displacement by the wafer carrier ( 13 ), the target holder ( 23 ) between a first position in which the target is mounted or demounted can be and a second position, in which the target object is presented for the purpose of exposure is displaceable, and with means for moving the target holder between the first and the second position, characterized in that the target holder (23) for a displacement relative to the die carrier ( 13 ) is mounted so that it can move between the first and the second position.

2. Exposure apparatus according to claim 1, characterized in that securing means are present to securely fasten the target object holder ( 23 ) to the carrier in the first position.

3. Exposure apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that securing means are provided to securely fix the target holder ( 23 ) relative to the carrier in the second position.

4. Exposure apparatus according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the securing means a vacuum clamping is medium.

5. Exposure apparatus according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the securing means electrostatic Has means.

6. Exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the target object holder ( 23 ) comprises a vacuum clamping plate.

7. Exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the target object holder ( 23 ) comprises an electrostatic chuck.

8. Exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the target object holder ( 23 ) is displaceable relative to the microplate carrier ( 13 ) by actuating a pneumatic device.

9. Exposure apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the target object holder ( 23 ) is displaceable by a pneumatic stamp ( 77 ).

10. Exposure apparatus according to claim 10, characterized in that the target object holder is displaceable by spring means ( 87 ).

11. Exposure apparatus, which includes:

- an exposure radiation source;
- A holding means to detachably mount a target object;
a means for moving the holding means between a first position in which the target object can be assembled or disassembled and a second position in which the target object can be exposed,
- A carrier which moves in the direction of the radiation source, characterized in that a displacement means is provided in order to shift the holding means towards or away from the carrier.